Sprężyny gazowe: charakterystyka, zastosowanie i dobór

Sprężyny gazowe to kluczowe elementy maszyn, które działają na zasadzie sprężyny, umożliwiając poruszanie lub podtrzymywanie różnorodnych komponentów. Znajdują one szerokie zastosowanie, od branży motoryzacyjnej po przemysł i meblarstwo.

Charakterystyka sprężyn gazowych

W przeciwieństwie do sprężyn mechanicznych, sprężyny gazowe stanowią zwartą, kompletną jednostkę. Umożliwiają one łatwe podłączenie w wielu wariantach oraz zapewniają płaską charakterystykę z dużą siłą sprężystości i skokiem. Ponadto, sprężyny gazowe umożliwiają kontrolowany ruch, mogą być tłumione na końcach skoku dzięki specjalnej konstrukcji wewnętrznej oraz mogą być zatrzymywane w dowolnym miejscu skoku.

Ochrona antykorozyjna

Sprężyny gazowe posiadają zaawansowane zabezpieczenia antykorozyjne, takie jak:

• Rura - malowana na czarno.
• Tłoczysko - azotowane lub twardo chromowane.
• Końcówki mocujące - malowane lub ocynkowane.

Dostępne rozmiary i parametry

Sprężyny gazowe oferowane są w podstawowych kombinacjach średnicy tłoczyska i rury:

Dostępne są również inne kombinacje, np. 8 mm / 23 mm czy 10 mm / 28 mm. Ważne jest, że sprężyny gazowe z blokadą sztywną (hard-locking) dostępne są wyłącznie w wersji 10 mm / 28 mm.

Dla każdej średnicy tłoczyska obowiązują: maksymalna siła sprężyny oraz górna granica iloczynu skoku (L [mm]) i siły rozprężającej (F1 [N]) - aby uniknąć ugięcia tłoczyska.

Indywidualne zamówienia

Istnieje możliwość wykonania sprężyn gazowych według indywidualnych potrzeb klienta.

Obliczanie siły sprężyny gazowej i dobór

Precyzyjne dobranie sprężyny gazowej do aplikacji ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jej długiej żywotności, bezpieczeństwa użytkowania oraz optymalnej efektywności pracy. Dobór sprężyny gazowej nie musi być skomplikowany, pod warunkiem, że dysponuje się odpowiednimi informacjami i narzędziami. Kluczowym elementem jest odpowiednie obliczenie siły.

Parametry do obliczeń

Do prawidłowego doboru sprężyny gazowej niezbędne są następujące parametry:

• S - środek ciężkości.
• a, b - odległości sił od punktu podparcia [mm].
• F1 - siła rozprężająca sprężyny gazowej [N].
• m - masa klapy/drzwi [kg].
• g - przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s²).
• n - liczba sprężyn gazowych (standardowo n = 2).
• k - współczynnik bezpieczeństwa (k = 1,3).

Odległości „a” i „b” muszą być mierzone w pozycji, w której drzwi wywierają największy moment obrotowy względem punktu podparcia - zazwyczaj przy całkowicie otwartych drzwiach, pod kątem prostym. G oznacza ciężar pokrywy lub elementu, który ma być podnoszony przez sprężynę, wyrażony w newtonach (N).

Narzędzie doboru sprężyn gazowych

Narzędzie do doboru sprężyn gazowych ma być jak najbardziej przyjazne dla użytkownika, a jego twórcy nieustannie pracują nad jego ulepszaniem. Aby narzędzie mogło prawidłowo dobrać sprężynę gazową i określić miejsca mocowania, konieczne jest wprowadzenie danych możliwie najdokładniej. Klikając na znak zapytania, użytkownik zobaczy krótkie wyjaśnienie, co dokładnie musi wprowadzić.

Krok 1: Wybór zastosowania i wprowadzenie danych podstawowych

Przede wszystkim należy kliknąć grafikę, która najbardziej przypomina docelowe zastosowanie. Przykłady obejmują skrzynkę na zabawki, stragan na targu, skośną pokrywę czy przyczepę dla koni. Ważne jest, że dla doboru, obrazy 1 i 4 (np. skrzynka na zabawki i przyczepa dla koni) są tak naprawdę takie same; różni się jedynie wizualizacja i symulacja, aby lepiej odpowiadały rzeczywistemu zastosowaniu.

• Długość pokrywy: Odległość od zawiasów pokrywy do jej końca. Najdłuższy bok nie jest automatycznie długością pokrywy. Należy uważać, aby nie pomylić długości i szerokości.
• Kąt zamknięcia: W przypadku normalnego pudła kąt zamknięcia wynosi zazwyczaj 0 stopni (pokrywa jest pozioma), a na straganie targowym -90 stopni (pokrywa jest pionowa, gdy jest zamknięta). Wartość może się różnić w zależności od poruszanych elementów. Można pobrać papierowy miernik kąta lub zmierzyć kąt zamknięcia i otwarcia za pomocą telefonu komórkowego lub tabletu.
• Waga pokrywy: Należy wprowadzić wagę całej pokrywy. Najlepiej zdjąć pokrywę i zważyć ją. Jeśli pokrywa nie może być odczepiona, przybliżoną masę można obliczyć, ważąc klapę po stronie przeciwnej do zawiasów, gdy pokrywa jest poziomo. Całkowita masa pokrywy to wskazanie wagi pomnożone przez 2.
• Liczba sprężyn gazowych: Zazwyczaj używa się dwóch sprężyn gazowych, po jednej po obu stronach pokrywy. Użycie jednej sprężyny gazowej może spowodować krzywienie się pokrywy lub niecałkowite jej zamknięcie. Najmniejsze ryzyko występuje, gdy sprężyna gazowa jest umieszczona na środku pokrywy.
• Szerokość pokrywy: Strona pokrywy, do której są przymocowane zawiasy. Nie należy mylić z długością pokrywy.
• Wysokość pokrywy: W przypadku pokrywy składającej się tylko z deski, mamy na myśli grubość deski. Jeśli pokrywa ma również krawędzie, należy uwzględnić całkowitą wysokość (łącznie z krawędziami).
• Kąt otwarcia: W przypadku normalnego pudła kąt otwarcia wynosi zazwyczaj 80-90 stopni (pokrywa jest wtedy pionowa), a na straganie targowym 0 stopni (pokrywa jest pozioma, gdy jest otwarta).
• Pozycja zawiasu: Należy wskazać, gdzie znajduje się zawias pokrywy, gdy pokrywa jest pozioma (dół, góra, środek lub zmodyfikowane). Opcja „Zmodyfikowane” jest dostępna po włączeniu funkcji „Pokaż pola zaawansowane”. Zielony kwadrat na symulacji pokazuje pozycję zawiasu.
• Materiał wykonania pokrywy: Na podstawie konkretnej wagi materiału sprawdzane jest, czy całkowita waga pokrywy pasuje do wprowadzonych wymiarów. Jeśli narzędzie do doboru zauważy, że całkowita waga jest zbyt mała, przekształci pokrywę w pokrywę pustą, co wpływa na środek ciężkości.
• Środek ciężkości: Środek ciężkości (czarno-biała kula w symulacji) zostanie obliczony automatycznie, jeśli nie zostanie zaznaczone pole "klapa otwarte". Jeśli środek ciężkości pokrywy znajduje się gdzie indziej, można wskazać jego pozycję w poziome (x) i pionie (y) względem punktu obrotu pokrywy.

Po wprowadzeniu danych należy kliknąć „Oblicz” w kroku 1.

Krok 2: Symulacja i analiza wyników

Po obliczeniach w symulacji pojawi się poruszany element ze sprężyną(ami) gazową(ymi). Dostępne są przyciski do symulacji otwierania i zamykania. Jeśli na elemencie jest widoczna dłoń, oznacza to, że nadal musi być stosowana siła ręczna, której wartość wskazuje niebieska strzałka. Element można również obsługiwać myszą.

Na wykresie 3D widoczny jest element ze sprężynami gazowymi. Moment (siła razy ramię mierzone od zawiasu) elementu w niutonometrach (Nm) i moment sprężyn gazowych działają w przeciwnych kierunkach, co skutkuje wypadkowym momentem. Suma tych dwóch momentów daje siłę (w N), którą trzeba użyć ręcznie, aby utrzymać element pod konkretnym kątem. Jeśli moment elementu (zielona linia) i moment sprężyn gazowych (czerwona linia) przecinają się, siła ręczna nie jest wymagana.

Wykres przedstawia dwie zielone linie ze względu na fakt, że wpychanie tłoczyska sprężyny gazowej (ściskanie) wymaga więcej siły niż jego wypychanie (rozciąganie) z powodu tarcia. Powstaje również zielony obszar, a także dwie niebieskie linie i niebieski obszar.

Przykład: Jeśli element jest utrzymany pod kątem 46 stopni i do utrzymania go potrzebna jest siła ręczna wynosząca 2,8 kg, oznacza to 27,47 N (1 kg = 9,81 N). Siła ręczna na końcu elementu o długości 750 mm (0,75 m) wynosi 27,47 N x 0,75 m = 20,60 Nm. Jest to również różnica między momentem sprężyn gazowych (czerwony kwadrat) a momentem elementu (zielony kwadrat).

• Jeśli zaznaczysz pole „klapa otwarte”, symulacja pokazuje pozycję pokrywy i sprężyny gazowej, gdy pokrywa jest otwarta. Niebieska strzałka na końcu pokrywy pokazuje siłę, której musisz użyć, aby zamknąć pokrywę. Jeśli strzałka skierowana jest w kierunku otwierania, prawdopodobnie coś jest nie tak, a pokrywa nie pozostanie otwarta sama z siebie.
• Jeśli zaznaczysz pole „zamknij klapę”, symulacja pokazuje pozycję pokrywy i sprężyny gazowej, gdy pokrywa jest zamknięta. Niebieska strzałka na końcu pokrywy pokazuje siłę, której musisz użyć, aby otworzyć pokrywę. Jeśli strzałka skierowana jest w kierunku zamykania, prawdopodobnie coś jest nie tak, a pokrywa nie pozostanie zamknięta sama z siebie.

Symulacja podaje również maksymalną siłę, jaka będzie przyłożona do zawiasów pokrywy po zamontowaniu sprężyn gazowych. Jest to wskazówka, jak silne powinny być zawiasy.

Krok 3: Doprecyzowanie obliczeń

Jeśli symulacja spełnia oczekiwania, nie ma potrzeby niczego zmieniać. W kroku 3 można jednak dopracować obliczenia, aby były jeszcze bardziej zgodne z oczekiwaniami, pamiętając, że istnieje wiele rozwiązań. Zmiany w kroku 3 automatycznie aktualizują symulację i obliczenia.

• Typ sprężyny gazowej: Widoczny jest wybrany typ sprężyny gazowej wraz z ceną. Na przykład, 8-19-200 | 174,00 zł oznacza tłoczysko o średnicy 8 mm, obudowę o średnicy 19 mm i skok 200 mm. Można wybrać tańszą sprężynę gazową o podobnej długości lub innej średnicy. Im większa średnica, tym większą siłę może mieć sprężyna gazowa.
• Regulacja siły: Za pomocą przycisków + i - można zmieniać siłę w krokach. Dla 6-15, 8-19 i 10-23 jedno kliknięcie zmienia siłę o 20 N, dla 4-12 o 10 N, a dla 14-18 o 50 N.
• Niewykorzystany skok: Minimalny niewykorzystany skok wynosi 10 mm. Czasami warto zwiększyć tę odległość, np. gdy istnieje lepsze miejsce do montażu sprężyny gazowej. Im mniejsza wartość, tym korzystniej wykorzystuje się skok.
• Punkty mocowania: Dla każdego wymiaru A istnieją dwa punkty na nieruchomym elemencie, do których można przymocować sprężynę gazową. Należy wybrać ten, który najbardziej odpowiada, pamiętając o możliwych kolizjach.
• Obrót sprężyn: Za pomocą przycisków można obrócić sprężyny gazowe w lewo lub w prawo. Funkcja sprężyn pozostaje taka sama, a siła ręczna nie zmienia się. Jest to przydatne do montażu sprężyny gazowej w innym miejscu, zachowując zachowanie pokrywy.
• Elementy montażowe: Należy wybrać elementy montażowe do cylindra sprężyny gazowej (grubsza część) i do tłoczyska. Cylinder powinien być skierowany do góry w pozycji spoczynkowej dla prawidłowego smarowania. Często wymagane są mocowania czołowe i boczne.
• Wymiar A: Odległość od punktu obrotu do miejsca mocowania sprężyny gazowej na pokrywie w kierunku długości pokrywy (w mm). Obniżenie wymiaru A często sprawia, że otwieranie i zamykanie pokrywy jest lżejsze.
• Wymiar B: Odległość od punktu obrotu do miejsca mocowania sprężyny gazowej na pokrywie w kierunku grubości pokrywy (w mm). Jeśli używane jest ucho z mocowaniem czołowym lub bocznym, odległość od spodu pokrywy do punktu obrotu sprężyny gazowej wynosi 20 mm (narzędzie pokaże -20 mm, co oznacza, że punkt obrotu jest „poniżej” punktu obrotu pokrywy).
• Wymiar C: Pozioma odległość między punktem obrotu pokrywy a miejscem mocowania sprężyny gazowej do nieruchomego elementu. Można go zmienić, zaznaczając opcję „Zmiana wymiarów C i/lub D”.

Warianty tłumienia ruchu tłoczyska

Istnieje pięć podstawowych wariantów kontroli prędkości wysuwu tłoczyska:

1. Tłumienie podczas wysuwania tłoczyska.
2. Tłumienie podczas wsuwania tłoczyska.
3. Tłumienie w obu kierunkach ruchu.
4. Brak tłumienia.
5. Tłumienie podczas wysuwania tłoczyska (zwiększone tłumienie).

Większość sprężyn gazowych posiada tłumienie typu 1. Tłumienie typu 2 występuje rzadziej, ponieważ ruch do wewnątrz jest naturalnie hamowany przez gaz. Tłumienie typu 3 jest bardziej rozpowszechnione i stosowane m.in. w sprężynach z blokadą. Tłumienie typu 4 jest bardzo rzadko stosowane.

Warunki pracy i konserwacja

Sprężyny gazowe pracują w zakresie temperatur od -30°C do +80°C. Maksymalna częstotliwość pracy wynosi 5 cykli/min. Przy prawidłowym montażu i użytkowaniu sprężyny gazowe nie wymagają konserwacji.

Bezpieczeństwo i utylizacja

Sprężyny gazowe są napełnione azotem pod wysokim ciśnieniem (10-200 bar). Nieprofesjonalny demontaż jest niebezpieczny i zabroniony. Zamontowana sprężyna gazowa nie stanowi zagrożenia i nie wymaga specjalnego traktowania.

Sprężyny gazowe składają się głównie z metalowych elementów. Po spuszczeniu oleju i gazu należy je traktować jako złom stalowy. Spuszczanie gazu odbywa się poprzez wywiercenie otworu o średnicy 1,5 mm w rurze, w odległości 30 mm od jej końca (po stronie przeciwnej do tłoczyska). Gaz wydostający się z rury może wyrzucić odpryski, dlatego obowiązkowe jest używanie okularów ochronnych. Olej należy wypompować i zebrać do odpowiedniego pojemnika. Uwalniany azot nie jest szkodliwy dla środowiska.

Gwarancja

Gwarancja wynosi 1 rok od daty produkcji, oznaczonej na sprężynie. Gwarancja traci ważność w przypadku uszkodzenia rury lub tłoczyska.

Przykładowa sprężyna gazowa pchająca 10/21 z uchem 1000N

Sprężyna gazowa pchająca 10/21 z uchem 1000N to wysokiej jakości element, stosowany w wielu gałęziach przemysłu i zastosowaniach technicznych. Jej wytrzymała konstrukcja i precyzyjne parametry techniczne zapewniają niezawodne działanie i długą żywotność.

Zalety i budowa

Sprężyna wykonana jest z trwałych materiałów, odpornych na uszkodzenia mechaniczne, korozję i niekorzystne warunki atmosferyczne. Zamocowane ucho ułatwia szybki montaż i demontaż.

Zastosowanie

Sprężyny gazowe typu pchającego 10/21 stosowane są w mechanizmach podnoszenia i otwierania klap, pokryw, włazów, drzwi, okien oraz elementów meblowych i przemysłowych. Sprawdzają się w pojazdach użytkowych, maszynach przemysłowych, urządzeniach rolniczych, sprzęcie budowlanym i wielu innych aplikacjach, gdzie wymagana jest niezawodna siła wspomagająca unoszenie lub przesuwanie.

• Podnoszone klapy maszyn przemysłowych i rolniczych.
• Drzwi i pokrywy w pojazdach, przyczepach oraz autobusach.
• Systemy unoszenia w meblach specjalistycznych, np. w łóżkach i tapczanach.
• Włazy inspekcyjne w budynkach i halach technicznych.
• Obudowy urządzeń oraz osłony serwisowe.

Dlaczego warto wybrać sprężynę gazową z siłą 1000N?

Wybór sprężyny gazowej z siłą 1000N jest idealnym rozwiązaniem w sytuacjach, gdy oczekiwana jest wysoka wytrzymałość oraz skuteczne wspomaganie ciężkich elementów konstrukcyjnych. Precyzyjny dobór parametrów, takich jak siła, skok i sposób mocowania, zapewnia stabilność działania i bezpieczeństwo użytkowania.

Siłownik teleskopowy gazowy tylnej szyby Zetor

Dla ciągników marki Zetor (modele 5011, 10520, 10540, 3320, 3340, 4320, 4340, 5211, 5245, 5320, 5340, 6211, 6245, 6320, 6340, 7211, 7245, 7320, 7340, 7520, 7540, 7711, 7745, 8520, 8540, 9520, 9540 oraz pochodne modele) dostępne są siłowniki teleskopowe gazowe do tylnej szyby.

Numery porównawcze dla tych modeli to: 52117932, 62117932, 938230.

Dane techniczne siłownika do Zetor

Należy sprawdzić długość potrzebnego siłownika, ponieważ do tych modeli występowały dwa rodzaje: 33 cm i 42 cm.

tags: #sprezyna #gazowa #beczkowoz #sila